生物质成型炭的制备及其性能研究

以生物质炭粉为原料制备成型炭燃料,考察了黏结剂种类、用量以及热处理温度对成型炭性能的影响.结果表明:羧甲基纤维素用作黏结剂制备得到的成型炭性能优于以淀粉为黏结剂制备的成型炭,并且得到最优的工艺条件为黏结剂添加量为6％,在200℃下热处理1h.测定了制备得到的成型炭的理化性能,其固定碳质量分数可达到88.95％,热值为30.6 kJ/g,强度为99.83％.     

油樟叶渣制备生物质材料工艺筛选

本研究以油樟叶渣为主要原料,以黏合性、是否开裂、是否长霉、抗跌落情况等指标评价,对不同油樟叶渣颗粒大小、黏合剂、干燥温度等参数进行优化,以筛选生物质材料的制备工艺.结果表明,使用高筋面粉制成黏合剂,与较粗油樟叶渣粉末(过1 mm筛孔剩下的粉末)混合,在25℃干燥的情况下制成的生物质材料性能最优.     

微波加热方法制备活化生物质炭的研究

笔者采用微波加热的方式以松木片为原料、KOH为活化剂制备活化生物质炭,探索了3种不同KOH/生物质炭的配比(0.5、1.5和3.0)条件下的活化生物质炭的孔结构和甲苯吸附量。甲苯吸附量的测试采用了一种简便、高效、环保和廉价的方法。结果表明,配比为3.0的活化生物质炭达到最高的比表面积2044m~2/g,微孔比表面积也达到最高值1712m~2/g。对不同浓度的甲苯进行吸附,在甲苯浓度为400ppmv时,配比为3.0的活化生物质炭显示了最大的吸附量56.0%。而对高浓度甲苯吸附,配比为3.0的活化生物质炭的吸附量则可达到71.9%,并且其吸附等温线数据能很好的拟合DQSAR吸附模型。     

木薯秆/木薯渣生物质人造板的制备研究

介绍了一种生物质人造板的制备工艺路线,以木薯秆(芯层)/木薯渣(表层)质量比、板材密度以及施胶量为试验因素,静曲强度和内结合强度为主要评价指标,利用正交试验设计法研究各工艺因素和生物质人造板相关理化性能的内在联系,结果表明,最佳的制备工艺为:木薯秆与木薯渣质量比为3:l、板材密度为0.7g/cm~3、施胶量为18%,制备的生物质人造板类似于普通刨花板,其性能技术指标达到了GB/T4897—2003《刨花板》中规定的干燥状态下使用的普通用板要求。     

氮磷掺杂生物质介孔炭的合成及其电化学性能

以桉木木质纤维素作原料,六对羧基苯氧基环三磷腈(HCPCP)作为氮磷掺杂剂,NaOH作为共活化剂,采用先炭化后活化制备了木质纤维素基氮磷掺杂介孔炭(NPC)材料,采用SEM、XRD、XPS和拉曼光谱等方法对介孔炭材料进行表征。研究结果表明：活化温度650℃下得到的样品(NPC-650)具有丰富的蜂窝状孔隙结构,平均孔径为5.18 nm,介孔体积比89%。用介孔炭NPC-650作为阴极材料组装成锌离子混合电容器,在0.2 A/g电流密度下比电容为194 F/g,能量密度为87.3(W·h)/kg,功率密度为179.5 W/kg,在10 A/g电流密度下充/放电5 000次,电容保持率98.9%。     

单宁改性制备生物质吸附剂及其性能表征

【目的】对单宁进行化学改性制备改性单宁生物质吸附剂,并对其性能进行表征,为天然单宁在重金属离子污染治理中的应用提供技术基础。【方法】以杨梅单宁(BT)和马占相思单宁(AMT)为原料,在碱性条件下,甲醛先与缩合单宁反应生成羟甲基化单宁,再以聚丙烯酰胺(PAM)中的酰胺基为亲核试剂,与羟甲基化单宁反应,分别生成不溶于水的改性杨梅单宁吸附剂(PBT)和马占相思单宁吸附剂(PAMT),通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和红外光谱(FTIR)对单宁改性与吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)前后的物理化学特性进行分析,对比研究BT、AMT、PAM、PBT和PAMT对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。【结果】BT和AMT在改性过程中发生了有效交联反应,颗粒度增大,微观表面无明显变化,且改性吸附剂吸附金属离子通过离子交换生成了稳定的螯合物;PBT对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大平衡吸附容量分别为49.75和142.86 mg·g~(-1),而PAMT对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大平衡吸附量分别为34.16和115.61 mg·g~(-1)。【结论】通过PAM改性可获得稳定性好、吸附能力强的改性单宁吸附剂,其对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的平衡吸附容量均高于原料BT、AMT以及改性剂PAM本身的吸附容量,说明制备的PAM改性单宁是一类具有开发前景的生物质吸附材料。     

山苍子果实制备精油与核仁油的研究进展

山苍子是我国的一种丰富的木本油料植物资源,山苍子油用途广泛,具有广阔的利用空间和良好的发展前景。本文对山苍子精油、核仁油的提取工艺及柠檬醛分离方法的现状进行综述,同时对影响山苍子油提取率和成分含量的因素进行分析,对核仁油制生物柴油现状进行总结。以期为在不同的工艺条件下,寻找一种具有较高提油率和有利的油化学成分的方法提供参考依据,对寻求更节能、更经济的提取工艺充分利用山苍子资源,提高经济效益有现实意义。     

一种提取山苍子核油的新工艺

山苍子核仁中含有丰富的油脂,而山苍子仁油中又含有大量名贵的脂肪酸,是重要的工业原料,用途极广。我国习惯上把山苍子看作芳香油树种,提取山苍子油(芳香油)后的山苍子核也被当着废料扔掉。为了充分开发利用我国丰富的山苍子资源,我们在丽水油厂的大力协作下,对山苍子核的加工利用做了一些研究,现整理如下。     

生物质气化剩余炭粉制备成型活性炭性能研究

以木屑气化剩余炭粉为原料,通过添加活化助剂次氯酸钙和使用黏结剂羧甲基纤维素钠、沥青、酚醛树脂成型,经炭化、水蒸气活化,制得成型活性炭。考察了黏结剂种类和添加量、活化助剂添加量、水蒸气活化条件对制备活性炭性能的影响,结果发现:沥青、酚醛树脂作黏结剂时,单独和配合使用都可以制备性能较好的成型活性炭;活化助剂的添加有利于提高制备活性炭的吸附性能,但会影响活性炭强度和得率。当活化助剂添加0.3 g、水蒸气活化温度850℃、水蒸气活化时间45 min、水蒸气流量1.5 mL/min时,沥青(添加量25 g)为黏结剂制备的活性炭AC1、酚醛树脂(添加量6 g)为黏结剂制备的活性炭AC2、沥青(添加量10 g)和酚醛树脂(添加量3 g)共为黏结剂制备的活性炭AC3,3种样品的碘吸附值最高超过900 mg/g,亚甲基蓝吸附值最大达180 mg/g,强度最高为99%,得率最高为32.9%;活性炭的微孔率最高大于83%,比表面积和总孔容积最大达697.04 m²/g和0.38 cm³/g。     

糠醛渣多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

随着经济的发展和社会的进步,人们对具有长的循环寿命、高的功率密度和绿色廉价的能源设备的需求逐渐增加,基于生物质活性炭的超级电容器近年来备受关注。然而,生物质基活性炭的电化学性能仍然缺少竞争力,此外,对其微观结构的控制也是较大难题。笔者以糠醛渣为原料,KOH为活化剂,在氩气氛围下通过两步炭化的方法制备三维多孔炭材料,并将制备的多孔炭用做超级电容的电极材料。通过SEM、TEM、Raman、XPS、XRD等手段系统分析表征了所获多孔炭材料的形貌、结构、组成,并探讨活化剂的比例对糠醛渣多孔炭结构性能的影响。研究结果表明:当KOH和糠醛渣的质量比为3∶1时,所制备的多孔炭材料比表面积为2 164.3 m~2/g,具有良好的电容性能(当电流密度1 A/g时,比电容为235.6 F/g)、倍率性能和循环稳定性(当循环充放电10 000次后,比电容仍能保留96%以上)。本研究从生物精炼废弃物中制备了性能优异的超级电容器用活性炭,为降低高性能超级电容器成本,实现生物质的高值化应用提供新思路。     

糠醛渣活性炭的制备和性能研究

以糠醛渣为原料，成功地制备出脱硫活性炭，并详细考察了制备过程中影响炭性能的诸因素，该炭表面基团丰富，中孔发达，特别是经ＣＯ２改质后，脱硫性能显著提高。     

O/W型山苍子精油微乳的制备及其性能研究

通过加水法制备山苍子精油微乳,单因素试验考察了不同的表面活性剂、助表面活性剂、表面活性剂与助表面活性剂的质量比(K_m)以及制备温度对山苍子精油微乳形成的影响,再通过正交试验,得到水包油(O/W)型山苍子精油微乳的最佳制备条件为:曲拉通X-100(Triton X-100)为表面活性剂,无水乙醇为助表面活性剂,K_m值为1,制备温度为25℃。以最佳制备条件中混合表面活性剂与山苍子精油的质量比为9∶1,含水率为70%制得标样1,微乳的平均粒径、多分散系数(PDI)、电导率和pH值分别为13.43 nm、 0.125、 83 mS/m和5.82。对标样1进行性能测试分析,发现其在1 000～4 000 r/min的速率下进行离心时,微乳外观无变化,可证明其离心稳定性较好;在标样1和精油中加入等量的亚甲基蓝水溶液,亚甲基蓝水溶液在标样1中的扩散速度显著快于在精油中的,可证明微乳的水溶性显著优于精油;在缓释12 h后,微乳中缓释的柠檬醛含量显著少于精油中缓释的,说明微乳的缓释性优于精油;在10～30 g/L的质量浓度范围内,山苍子精油微乳液标样1比精油表...     

基于酶解木质素的多孔炭负极制备与储锂性能

生物质酶解木质素直接碳化后得到的硬炭通常具有低比表面积和孔隙不发达等特点,作为阳极应用于锂离子电池时容量低。为了提高储锂性能,将原料酶解木质素和活化剂氯化锌一步热处理制备多孔炭,通过调节氯化锌用量和活化温度制备出一系列具有大比表面积的多孔炭材料。利用X射线衍射、拉曼光谱、氮气吸脱附等温线及孔径分析、扫描电子显微镜等表征手段对热解碳化后最终产物多孔炭的晶相、石墨化程度、比表面积和孔径分布、形貌进行研究,同时对多孔炭材料的电化学性能进行评估。结果表明：在热解碳化温度700℃、酶解木质素与氯化锌的质量比为1∶3时,制备出的多孔炭材料电化学综合性能最优,表现出优越的倍率性能和循环稳定性。在电流密度50 mA/g时的放电比容量高达722 mAh/g,在电流密度1 000 mA/g时的放电比容量为350 mAh/g;在电流密度100 mA/g时,经过100圈循环后电极容量保持率为74.7%。这种由低成本废弃物酶解木质素制备的多孔炭材料有望大规模应用于锂离子电池上,为废弃物酶解木质素增值化利用提供一个可行的途径。     

生物质改性淀粉基木材胶粘剂制备及性能研究

以玉米淀粉为原料,H_2O_2为氧化剂,利用新型生物质花生蛋白作为改性剂制得花生粕改性淀粉基胶黏剂。通过单因素实验及正交设计实验进行优化,得到最佳实验条件为:淀粉氧化剂双氧水含量1%、花生粕占比10%(相对于淀粉的质量分数)、pH值为9.0、反应温度为40℃。在该实验条件下得到胶黏剂的胶合强度为4.58 kg/m~2,耐水时间为20 h。实验结果表明:花生粕改性淀粉基胶黏剂的胶合强度和耐水性能均明显好于纯氧化淀粉胶黏剂。     

喷雾热解制备落叶松基炭球及其电化学性能

以落叶松木粉为原料,木粉液化后与甲醛制得落叶松基树脂,并以树脂作为碳前驱体,利用超声波喷雾热解法制备落叶松基炭球(LCSs)。通过改变炭化温度和落叶松基树脂质量分数制备得到不同的LCSs样品,采用SEM、TEM、N_2吸附-脱附等温线、XRD、Raman对LCSs的表面形貌、孔结构、晶型结构和石墨化程度进行表征,并对样品的电化学性能进行测试。研究结果表明:所制备的LCSs为无定形的规则球形结构,在炭化温度900℃、落叶松基树脂质量分数1%下制备得到的样品LCSs3的比表面积高达626.6 m^2/g,总孔容达到0.345 cm^3/g;在6 mol/L KOH电解液中,电流密度为0.2 A/g时比电容为309 F/g,当电流密度增加到5 A/g时,比电容为173.7 F/g,其比电容保持率为56%,显示了优异的倍率性能。